Протеасомы головного мозга грызунов в раннем развитии и при функциональных нарушениях нервной системы

• Автор: Радченко, Александра Шамилевна
• Шифр специальности: 03.03.01, 03.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Содержание
1 Введение

1.1 Актуальность проблемы

1.2 Степень разработанности темы

1.3 Цель работы

1.4 Задачи исследования

1.5 Научная новизна

1.6 Теоретическая и практическая значимость работы

1.7 Личное участие автора

1.8 Степень достоверности и апробация результатов

1.9 Публикации

2 Обзор литературы
2.1 Строение и типы протеасом
2.2 Регуляторы протеасом
2.3 Роль протеасом в ЦНС
2.4 Связь УПС с транскрипционным фактором Zif268
2.5 УПС и моноаминергическая система в пластичности ЦНС
2.6 Заключение
3 Материалы и методы
3.1 Животные
3.2 Получение осветленных гомогенатов отделов мозга
3.3 Определение активностей протеасом
3.4 Исследование содержания белков
3.5 БОБ-электрофорез в ПААГ и Вестерн-блоттинг
3.6 Перфузия, фиксация и иммунофлуоресцентное мечение клеток
3.7 Высокоэффективная жидкостная хроматография
с электрохимической детекцией
3.8 Статистический анализ

4 Результаты
4.1 Протеасомы в коре, гиппокампе и стволе головного мозга крыс линии Вистар в эмбриональном и раннем пост-натальном развитии
4.2 Связь субъединичного состава протеасом с обменом
НТ и БА в головном мозге крыс линий Август и Вистар
4.3 Протеасомы в головном мозге мышей, нокаутных по В2т
5 Обсуждение
5.1 Протеасомы в коре, гиппокампе и стволе головного мозга крыс линии Вистар в эмбриональном и раннем пост-натальном развитии
5.2 Связь субъединичного состава протеасом с обменом
НТ и Б А в головном мозге крыс линий Август и Вистар
5.3 Протеасомы в головном мозге мышей, нокаутных по В2т
6 Заключение
7 Выводы
8 Список сокращений
Список литературы

1 Введение
1.1 Актуальность проблемы
Одним из основополагающих свойств нервной системы, обеспечивающих адекватный поведенческий ответ организма на изменяющиеся условия среды, является её пластичность. Синаптическая пластичность считается важным условием адаптивных изменений в мозге, а также компенсации нарушений функционирования нейрональных сетей при нейродегенеративных процессах, вызванных наследственными нарушениями либо патологическими воздействиями. Формирование и элиминация синапсов в зависимости от активности нейронов, рост и ликвидация аксонов зависят от активности и специфичности работы убиквитин-протеасомной системы (УПС). В экспериментальных моделях и а животных показано, что ингибирование активности протеасом снижает пластичность как нервной, так и иммунной систем. Известно, что при патологиях развития более всего страдают отделы конечного мозга, вносящие наибольший вклад в осуществление когнитивных функций. В связи с этим в настоящей работе приводятся данные об особенностях функционирования У ПС в эмбриональном и раннем постнатальном развитии коры и гиппокампа, которым принадлежит ведущая роль в осуществлении организации движения и реализации процесса обучения, а также ствола мозга, содержащего ядра жизненно важных центров у млекопитающих. Важно также было изучить особенности функционирования УПС в головном мозге грызунов, развитие которого проходило в генетически обусловленных стрессовых физиологических условиях. Эти исследования мы проводили на двух моделях: мышах, нокаутных по белку /92-микроглобулину (В2ш), и крысах линии Август с нарушением обмена моноаминов. У В2т-нокаутных мышей отсутствуют молекулы главного комплекса гистосовместимости класса I (ГКГ I), для которых ршмунные протеасомы образуют олигопептиды. В норме молеку-

сонов, формирования синапсов и постсинаптических элементов [138]. Протеасомы деградируют триптофан- и тирозин-гидроксилазы - ферменты синтеза серотонина и дофамина [139-142]. Показано, что неселективное ингибирование протеасом приводит к гибели дофаминер-гических нейронов в экспериментальной модели болезни Паркинсона [143]. Недавние исследования выявили регуляцию уровня моноами-ноксидаз (МАО) в тканях мозга путем убиквитинирования с помощью мембран-ассоциированной ЕЗ убиквитин-лигазы Шпев/ГШИЗО, локализованной в области синапсов нейрональных клеток [144]. Шпеэ ЕЗ убиквитин-лигаза является активным участником УПС, а деградация белков с ее участием предотвращается путем ингибирования протеасом. Шпез/КЫЕ180 интенсивно экспрессируется в коре развивающегося головного мозга, что указывает на ее важность в пластичности нервной ткани [145]. Учитывая вышеприведенные факты, представляется важным изучение особенностей организации УПС и уровня экспрессии транскрипционного фактора Zi^268 в ЦНС у животных с нарушениями обмена моноаминов.
Особенности крыс инбредной линии Август с нарушениями метаболизма моноаминов. Крысы инбредной линии Август, предрасположенные к эмоциональному стрессу, характеризуются сниженной активностью ферментов синтеза и распада моноаминов - триптофангид-роксилазы и тирозингидроксилазы, моноаминоксидаз А и В [146-149] относительно линии крыс Вистар, устойчивых к стрессу [149]. Содержание серотонина и дофамина в отдельных структурах головного мозга крыс Август повышено [150, 151]. Кроме того, крысы линии Август отличаются повышенным содержанием эндогенных пептидов - вещества Р, пептида дельта-сна и р-эндорфина, а так же уровнем экспрессии генов раннего ответа сПоэ в структурах мозга [149]. Сопоставление различий в устойчивости крыс линий Август и Вистар к физиологическим стрессорным воздействиям и уровней активности